マインクラフトで忠実に再現した細胞内を冒険できるプロジェクト「CraftCells」

イリノイ大学定量細胞生物学センター(QCB)の研究チームが、ブロックを使ってさまざまな環境を構築できる箱庭ゲーム「マインクラフト」で、細胞の詳細なモデルを作ってシミュレーションできるワールド「CraftCells」を構築したと発表しました。CraftCellsでは水を含む多くの分子は視覚化されていませんが、タンパク質やDNA、細胞小器官、細胞膜などがモデル化されており、それぞれの表示・非表示を切り替えられるとのことです。

Minecraft players can now explore whole cells and their contents – News Bureau
https://news.illinois.edu/minecraft-players-can-now-explore-whole-cells-and-their-contents/?_thumbnail_id=33306

Visualizing Cell Structures with Minecraft in: The Biophysicist Ahead of Print | The Biophysicist
https://thebiophysicist.kglmeridian.com/view/journals/biop/aop/article-10.35459-tbp.2024.000275/article-10.35459-tbp.2024.000275.xml

Minecraft players can now explore whole cells and their contents
https://phys.org/news/2025-02-minecraft-players-explore-cells-contents.html

研究チームは高解像度の顕微鏡データを利用して、マインクラフトで最近、酵母、ヒト上皮細胞、乳房細胞、がん性の乳房細胞などのモデルを構築しています。縮尺は細胞が最もよく見えるように調整されており、ブロック1つ分のサイズは1ナノメートルから100ナノメートルの範囲となっています。

また、CraftCellsはVRヘッドセットを使って3Dで表示できるとのこと。

研究チームは「CraftCellsで、あらゆる年齢の研究者や学生が細胞内を移動し、細胞小器官の膜を突き破って内部を観察したり、細胞質を歩き回って細胞内のさまざまな構造がどのように分布しているかを確認したりできるようになります」とコメントしています。

マインクラフトの世界に再現された酵母細胞を訪れるところが以下。ガラスブロックで再現された細胞膜を破壊し、中をじっくり眺めることができます。

Yeast - YouTube

以下は、CraftCellsで再現された乳房細胞。

Normal Breast Cell - YouTube

CraftCellsで見た正常な乳房細胞が上、がん性の乳房細胞が下。がん性の乳房細胞は細長く鍵状になる傾向があり、ヌクレオソーム(紫色)がより大きくなるとのこと。

活性酸素による組織損傷効果を受けた細胞の間を、コースターに乗って移動するところが以下のムービー。赤い部分が細胞質タンパク質で、金色の部分がDNAになります。研究チームによれば、将来的にはレーザーアブレーションという治療法を模倣して、レーザー武器で乳がん細胞を撃てるようなシステムも開発する予定だそうです。

Rollercoaster - YouTube

研究の主執筆者であるティアンユ・ウー氏は、「標的薬が人間の細胞に侵入する仕組みや、酵母細胞がエタノールを生成する際に生じる変化を観察できるかもしれません。CraftCellsは、こうした生物学的プロセスをより容易に理解する方法を提供してくれます」と述べています。

CraftCellsは無料で利用でき、MinecraftのJavaエディションやBedrock,Educationエディションと互換性があるとのこと。ソースコードはGitHubにホストされており、リリースされているプログラムもGitHubからダウンロードが可能です。

GitHub - Luthey-Schulten-Lab/CraftCells: Visualizing Cell Structures with Minecraft
https://github.com/Luthey-Schulten-Lab/CraftCells